PM-CT在法医病理学中的应用现状与前景
2018-03-01田美慧薛嘉嘉贾宇晴程志奇曹志鹏朱宝利
肖 莹,田美慧,薛嘉嘉,贾宇晴,程志奇,曹志鹏,朱宝利
(中国医科大学法医学院,沈阳110122)
影像医学是利用影像技术诊断疾病和进行介入治疗的一门临床学科[1]。现代影像学的检测手段主要有X射线、超声成像、CT、磁共振成像等。其中,CT因具有高空间分辨成像能力和强大的图像后处理功能,有着广泛的应用[2]。
在法医病理学中,影像学技术的引入为其发展开创了新的研究与应用领域。近年来新兴的虚拟解剖技术可在不破坏尸体的前提下,一定程度地替代传统解剖,具有广泛的应用前景[3]。其中,PM-CT因具有快速准确的成像能力、非侵入性的解剖而被部分国外鉴定机构列为常规检查项目[4]。
本文从颅脑损伤、猝死、交通事故与高坠案件几方面分析PM-CT在法医病理学实践中的具体应用,以期提高法医病理学鉴定的效率与准确程度。
1 应用
1.1 颅脑损伤
颅脑损伤是法医病理实践中最重要的损伤和最常见的死因之一[5]。由于神经系统的特殊性,微小的脑外伤也可致命[6],因此对颅脑损伤进行细致的检查尤为重要。但是鉴定一些微小却又致命的损伤(如脑干出血)时则很大程度依赖于鉴定人的经验,PM-CT在检查此类损伤方面存在着优势。在原发性脑干出血的案例中,肉眼往往很难观察到出血量不大的脑干出血,但利用PM-CT进行扫描,即可明确脑干的损伤、出血部位,提高工作效率与鉴定的准确程度。颅脑损伤的案件中,在病理解剖前进行PM-CT扫描,得到颅骨骨折形态、是否存在硬膜外或硬膜下出血以及出血量大小、脑实质损伤的程度与出血范围等信息,结合三维重建技术模拟颅脑损伤的成伤机制与应力模式[7],直接表现出损伤的原位特征,在证据保全方面具有优势。一些微小的骨折线可通过PM-CT扫描一次性获得,而这些骨折线信息对于成伤机制的分析往往至关重要[8]。
在颅脑损伤中,PM-CT的优势体现在解剖前对损伤进行预判,不遗漏微小的损伤,同时可以在不破坏原有损伤形态的基础上对尸体内部损伤情况进行初步的分析。
1.2 心血管系统猝死
猝死由于发病急骤、缺乏预见性等原因成为法医病理学鉴定中的难点[9]。常见的导致猝死的疾病多集中于心血管系统、呼吸系统、中枢神经系统[10]。对于某些存在解剖结构破坏的猝死,PM-CT即可确定死因。Gitto等[11]对一位尸表无外伤的死者进行了PM-CT的扫描,诊断死者死于主动脉周血肿破裂所致的心包压塞,解剖也证实了PM-CT的检查结果。对于诸如心包积血和心包压塞的鉴定,即使是比较隐蔽的破裂口也可以通过扫描观察到,同时可以量化评估心包积血的量,弥补了传统解剖的不足[11]。
除了心源性猝死,肺动脉血栓栓塞也是常见的猝死原因之一[12]。临床上,螺旋CT血管造影是肺动脉血栓栓塞的主要诊断手段[13],而在法医学鉴定中,肺血栓栓塞的检查并非常规的检查项目,容易造成遗漏[14],同时由于死后形成的血凝块需要与血栓进行鉴别,亦很大程度依赖鉴定人的经验。而PM-CT结合血管造影术则通过向血管内注射造影剂,进行胸外按压的方式使造影剂到达目标血管,以此来判断是否有血栓形成,并原位判断血栓的形态、大小,提示栓子的来源[15]。另外,死因为空气栓塞的案件中,由于右心室内的气体与心肌组织的密度不同,在解剖前可大体判断心腔内的空气含量,避免遗漏对空气栓塞的检查。若是由于尸体腐败导致心腔内产生腐败气体,影响对空气栓塞的判断,则可通过对比左右室心腔内气体的含量、气体的成分及气体比例,在不破坏心脏的情况下原位判断是否死于空气栓塞[16]。因此,任何与心血管系统解剖结构的改变或者血管栓塞相关的死因,均可利用PM-CT在解剖前对死因进行预判,明确解剖中的重点检查部位,甚至在某些案件可替代解剖,保留完整的尸体。
1.3 交通事故与高坠
交通事故和高坠的鉴定难点在于成伤机制的分析。对于一些尸表损伤较轻,但内部损伤较重的交通事故和高坠的案例,尸体可能存在多处骨折并伴有内脏损伤,其伤情复杂,鉴定中存在很大漏判或误判的风险[17]。在传统解剖中,需要仔细检查尸体各处的骨折、皮下脂肪与肌肉的出血程度和范围,综合分析致伤部位、损伤程度、致伤原因等要素,以解释成伤机制。这不仅需要全面、细致的检查,而且要求鉴定人有着丰富的空间想象能力。传统解剖有时可能遗漏一些被软组织覆盖或出血不明显的骨折。在此类案件中,对尸体进行PM-CT扫描,利用计算机三维重建技术得到可视化的三维图像,快速、直观、准确定位骨折部位,有助于鉴定人对损伤的生物力学分析[7],很大程度上提高了工作效率。除了分析骨折,PM-CT也用于对内脏损伤的分析。在高坠和交通事故中常伴有内脏的破裂、碾压,解剖的过程中会破坏原有的损伤形态,比如气胸导致的纵膈移位,摘取器官过程中还可能对器官造成人为现象,一些位置较深的内脏器官的损伤在解剖中容易遗漏,而PM-CT能很好地解决这些问题。
我国交通事故频发[18],尸检数量较大,但是有经验的法医数量相对不足。利用PM-CT并结合计算机三维成像技术解决死因认定与成伤机制分析的问题,提高了尸检的效率。除了对成伤机制的分析,PM-CT扫描的数据可通过计算机存储,日益发达的网络方便各地法医的交流与学习。因此,PM-CT不仅仅是解剖的辅助手段,更是广大法医学工作者交流学习的一个现代化工具。
1.4 其他
PM-CT可判断体内空腔脏器和腔隙的含气量并提供量化的指标辅助解剖[19],特别是在测量肺体积和肺含气量上有着显著的优势。肺质量、肺体积和肺含气量提示了终末期的心、肺功能,不同的死因所对应的肺容积和肺含气量往往有所差异,但是在大体解剖中肺容积和肺含气量难以测得。有研究根据肺PM-CT的CT衰减值来对不同死因进行分类,例如在Tomomi等[20]的报道中,对135个死因明确的案例尸体进行PM-CT的扫描,并根据CT图像的CT值、透明度和不透明实体影(周围支气管/血管影)来对案例进行分类,评估了濒死期肺功能并与病理解剖和镜下观察的结果进行比较。利用肺CT结果可以评价终末期肺功能从而为心源性猝死、溺死、烧死等死因提供辅助诊断[21]。更为重要的是,PM-CT可以在解剖前对心肺的状态进行原位扫描,通过影像数据可以间接判断终末期心、肺的病理生理改变,这些恰恰是传统解剖所达不到的[22]。
1.5 PM-CT的局限性
在研究中我们发现,虽然PM-CT在法医病理学上有广泛的应用前景,但是也存在一定的局限性:
1)由于仪器设备的限制,PM-CT扫描的层厚以及图像中的伪影会影响对微小病变或损伤的诊断而出现漏诊[8]。
2)尸体的一些死后现象与人为现象比如腐败、尸斑和冷冻保存,在扫描结果中呈现不同的影像学改变[23],需要有一定法医学基础、经验相对丰富的放射科医生进行诊断,而如今尚缺乏对这类跨学科人才培养的渠道。
3)PM-CT对软组织的分辨率相对较低,需结合核磁共振技术对损伤进行综合判断[16]。
表1列出了PM-CT与传统解剖各自的优缺点。
表1 PM-CT与传统解剖优缺点比较Table 1 Comparison of PM-CT with traditional pathology autopsy
2 结语及应用展望
PM-CT因具有如下优点而逐渐被法医学工作者所认可:
1)扫描快速;
2)对骨折、出血分辨率高于病理解剖;
3)不破坏尸体,尊重家属对尸体完整性的要求;
4)迅速确定损伤部位,节省解剖时间;
5)解剖资料可长期保存;
6)减少解剖人员的感染机会。
在某些国家,法医的影像学检查已经成为病理解剖前常规检查项目[4],但是在国内由于资金、专业人员的缺乏,PM-CT在发展比较缓慢,同时也缺少培养专业法医影像学人才的途径。法医病理学工作者应该有意识培养阅读影像资料的能力,利用影像信息完善大体解剖和镜下观察的结果,以进行更准确、更快速的死因鉴定。总体来说,虽然PM-CT诊断还不能替代传统解剖,但是它可作为传统解剖的重要辅助手段,并筛选需要进行解剖的案例,以提高工作效率[24]。虽然影像学在法医学上的应用还处于起步阶段,但是随着法医学者认识的不断提高和影像学技术的不断进步,相信影像学手段在法医学鉴定和科学研究中将会发挥越来越大的作用。
[1] 张继宗,车红民,徐理想. 影像医学在法医学中的应用[J].法医学杂志,2006, 22(2):153-155.
[2] 汪冠三,苗春雨,王福磊,等. CT技术在法医人类学研究中应用的进展[J]. 中国法医学杂志,2012, 27(5):382-385.
[3] WICHMANN D, OBBELODE F, VOGEL H, et al. Virtual autopsy as an alternative to traditional medical autopsy in the intensive care unit: a prospective cohort study[J]. Annals of Internal Medicine, 2012, 156(1):123-130.
[4] BEDFORD P J, OESTERHELWEG L. Different conditions and strategies to utilize forensic radiology in the cities of Melbourne, Australia and Berlin, Germany[J]. Forensic Science Medicine & Pathology, 2013, 9(3):321-326.
[5] 张益鹄. 法医颅脑损伤的研究进展(I)[J]. 中国法医学杂志,2002, 17(1):51-53.
[6] 张益鹄. 法医颅脑损伤的研究进展(II)[J]. 中国法医学杂志,2002, 17(2):120-123.
[7] 刘宁国,杨嵩民,赵辉林,等. 多层螺旋CT在交通事故损伤生物力学分析中的应用[J]. 法医学杂志,2010, 26(6):401-405.
[8] 刘宁国,邹冬华,许建荣,等. 影像学技术与尸体解剖在致伤方式鉴定中的应用比较[J]. 法医学杂志,2009, 25(4):254-259.
[9] 金波,刘敏,易旭夫,等. 202例猝死的法医病理学分析[J].华西医学,2006, 21(2):251-254.
[10] 沈忆文,赵子琴,张其英,等. 猝死156例分析[J]. 法医学杂志,2002, 18(2):92-94.
[11] GITTO L, SERINELLI S, BUSARDO F P, et al. Can postmortem computed tomography be considered an alternative for autopsy in deaths due to hemopericardium[J]. Journal of Geriatric Cardiology, 2014, 11(4):363-367.
[12] 高卫民,林羽赫,曹志鹏,等. 26例肺动脉血栓栓塞的法医学分析[J]. 中国法医学杂志,2011, 26(5):409-410.
[13] 戴汝平. 重视肺动脉栓塞的影像学诊断[J]. 中华放射学杂志,1999, 33(5):293-294.
[14] FINESCHI V, BAFUNNO V, BELLO S, et al. Fatal pulmonary thromboembolism. A retrospective autopsy study: searching for genetic thrombophilias (Factor V Leiden (G1691A) and FII(G20210A) gene variants) and dating the thrombus[J].Forensic Science International, 2012, 214(1-3):152-158.
[15] SHIOTANI S, KOHNO M, OHASHI N, et al. Postmortem intravascular high-density fl uid level (hypostasis): CT fi ndings[J].J Comput Assist Tomogr,2002,26(6):892-893.
[16] THALI M J, YEN K, SCHWEITZER W, et al. Virtopsy, a new imaging horizon in forensic pathology: virtual autopsy by postmortem multislice computed tomography (MSCT) and magnetic resonance imaging (MRI)--a feasibility study[J]. Journal of Forensic Sciences, 2003, 48(2):386-403.
[17] 谭宗奎,陈庄洪,蔡贤华,等. 交通事故与高处坠落致骨伤特点分析[J]. 创伤外科杂志,2004, 6(2):97-99.
[18] 王正国. 道路交通事故伤流行病学[C]//第二届全国创伤学术交流会论文集,2008: 5-7.
[19] NOZOMI S, TOMOMI M, TAKAKI I , et al. Postmortem volumetric CT data analysis of pulmonary air/gas content with regard to the cause of death for investigating terminal respiratory function in forensic autopsy[J]. Forensic Science International, 2014,241:112-117.
[20] TOMOMI M, TERUMI S, TAKAKI I, et al. Quantitative analysis of pulmonary pathophysiology using postmortem computed tomography with regard to the cause of death[J]. Forensic Science International, 2012, 220(1-3):232-238.
[21] NOZOMI S, TOMOMI M, TAKAKI I , et al. Postmortem CT morphometry of great vessels with regard to the cause of death for investigating terminal circulatory status in forensic autopsy[J]. International Journal of Legal Medicine, 2015, 129(3):551-558.
[22] TOMOMI M, NOZOMI S, TAKAKI I, et al. Cardiac dilatation index as an indicator of terminal central congestion evaluated using postmortem CT and forensic autopsy data[J]. Forensic Science International, 2016, 263:152-157.
[23] CHRISTE A, FLACH P, ROSS S, et al. Clinical radiology and postmortem imaging (Virtopsy) are not the same: Speci fi c and unspecific postmortem signs[J]. Legal Medicine, 2010,12(5):215-222.
[24] NORZAILIN A B, NOOR A S, MOHD H M, et al. The sensitivity, speci fi city and predictive values of post mortem computed tomography in detecting liver and splenic injury due to road traffi c acciden[tJ]. Med J Malaysia, 2016, 71(1):1-7.